【正文】 工程技術(shù)畢業(yè)設(shè)計 第 8 頁 斷面應(yīng)按 1/25 洪水頻率的流量進行計 算，溝頂應(yīng)高出設(shè)計水位 。 路塹頂部無棄土堆時，天溝內(nèi)邊緣至塹頂距離不宜小于 5m。地面排水設(shè)備的縱坡，不應(yīng)小于 2‰。天溝不應(yīng)向路塹側(cè)溝排水。急流槽下游的側(cè)溝應(yīng)加大斷面，應(yīng)按1/50 洪水頻率流量確定。當(dāng)有側(cè)溝平臺時，外側(cè)邊坡可采用 1:1。天溝、排水溝的邊坡應(yīng)根據(jù)土質(zhì)及邊坡高度確定，黏性土可采用 1:1～ 1:。路塹側(cè)溝的水流不得流經(jīng)隧道排出。 排除路基地面水設(shè)計的一般原則 排水設(shè)備的作用是排除路基本體范圍內(nèi)的地面水及自田野方向流向路基的水，并將水導(dǎo)引至鐵路過水建筑物或自然溝渠中排走。 排水溝常采用梯形斷面，如圖 12 所示。為避免水流沖刷或淤積，水溝縱坡最大不得超過 8‰，最小不得小于 2‰，困難地段不得小于 1‰。在水溝縱坡變化 段、水溝彎曲段尤應(yīng)注意。水溝的長度應(yīng)取短，但如地形起伏，為減小工程量，可按最大縱坡順地形繞行。 路基地下水的降低與排除 地下水對路基穩(wěn)定性的危害 在路基中，地下水對路基穩(wěn)定性的危害是指在路基設(shè)計和施工中，由于地下水存在的形式和數(shù)量可使工程設(shè)計與施工產(chǎn)生一定的困難，因而應(yīng)采取措施，使地下水存在的形式或數(shù)量改變，以確保路基的穩(wěn)固和工程的實施。例如，在飽和的軟黏土地基上填筑路堤，當(dāng)?shù)谈咝纬傻暮奢d大于地基的承載力時，就會造成一定的困難，如能使地基土排水固結(jié)，就可提高軟土地基的強度，提高地基承載力并減少工后沉降。在路塹地段，如果路塹開挖到地下水位以下，若路塹邊坡土為細(xì)粒土，則邊坡的穩(wěn)定性可受到地下水滲出的動力水壓影響；當(dāng)塹體為破碎的巖塊時，地下水從裂隙中或含水層中流出時，也會使原有的膠結(jié)物質(zhì)及沉淀的碎屑被帶出而使邊坡失去穩(wěn)定。例如在路堤中，當(dāng)路堤的填筑高 度在地基承載力允許的范圍內(nèi)，若在堤底鋪設(shè)滲水土墊層，則地下水的存在和變化對路堤的影響可以忽略不計，在路塹中也可作相似的分析。在地下水可對路基穩(wěn)定造成危害時，降低和排除地下水常可取得良好的效果，所以應(yīng)當(dāng)十分重視。降低路基地下水及排除地下水設(shè)備的選擇，應(yīng)根據(jù)不同類型的地下水及工程具體條件、要求確定。溝底一般應(yīng)挖至不透水層，見圖13(a)。 圖 13 明溝及排水槽 排水槽也是一種兼排地面水和地下水的設(shè)備，見圖 13(c)。滲水孔在槽壁的上部，槽內(nèi)水面以下的槽壁是不透水的，以免水反滲入土中。 滲水暗溝可分為有管滲溝和無管滲溝兩種。深埋的滲溝為便于檢查、修理，其斷面應(yīng)較大，便于工作人員進出。溝頂應(yīng)回填夯實，以免地面水滲入。 ①截水和引水滲溝 截水和引水滲溝按其深度分為淺埋滲溝和深埋滲溝，淺埋滲溝深度一般為2～ 6m，深埋滲溝的深度一般大于 6m。位于路塹側(cè)溝下或側(cè)溝旁的淺埋滲溝可以降低路塹范圍內(nèi)的地下水和疏干附近的土體，視需要布置在路基一側(cè)或兩側(cè)，如圖 14 (a)和圖 15 所示。 圖 15 中， e 表示凍結(jié)面至毛細(xì)水上升曲面間距離，可取 e=～ ， a 表示毛細(xì)水上升高度。 圖 15 單側(cè)滲溝 對于淺埋滲溝，矩形 溝尺寸一般用 ，圓管內(nèi)徑一般用 ～ 。 截水滲溝只需在滲流上游一側(cè)溝壁進水，下游側(cè)溝壁應(yīng)不透水，可用黏土或漿砌片石作成隔滲層，如圖 16 所示。 冰凍線 降低前的最高地下水位 冰凍線 鐵道工程技術(shù)畢業(yè)設(shè)計 第 13 頁 圖 16 截水滲溝 (單位： m) 滲溝頂部覆以單層干砌片石，表面用水泥 砂漿勾縫，其上再用厚大于 的土夯填到與地面齊平。反濾層的層數(shù)、厚度和顆粒級配要求應(yīng)根據(jù)坑壁土質(zhì)和反濾層材料經(jīng)計算確定。 無砂混凝土塊板反濾層的厚度可采用 10～ 20cm。 土工合成材料反濾層可采用無紡?fù)凉た椢铩? 滲水暗溝內(nèi)應(yīng)采用篩選洗凈的卵石、碎石、礫石、粗砂或片石充填；仰斜式鉆孔內(nèi)應(yīng)設(shè)置相應(yīng)直徑的滲水管，滲水管可選用帶孔的 PVC、 PP/PE塑料管、鋼管、軟式透水管、無砂鋼筋混凝土管或混凝土管等。檢查井內(nèi)應(yīng)設(shè)檢查梯，井口應(yīng)設(shè)井蓋。 滲溝的出水口一般采用端墻，其下部留出與滲溝排水管孔徑一致的排水孔。在端墻以外，應(yīng)緊接一段有鋪砌的排水溝，其長度由設(shè)計確定。無砂混凝土用水泥、粗集料 (礫石或角礫 )及水拌制而成。無砂混凝土具有一定的強度，可以省去滲溝內(nèi)部的填充料。無砂混凝土滲溝斷面如圖 17所示。邊坡滲溝的平面形狀可作條帶形、分岔形和拱形等。當(dāng)邊坡表土普遍潮濕時，宜用拱形與條帶形相結(jié)合的布置，如圖 18b 所示。 圖 18 邊坡滲溝的平面形狀圖 邊坡滲溝應(yīng)垂直嵌入邊坡，滲溝基底埋置在邊坡潮濕土層以下較干燥而穩(wěn)定的土層內(nèi)，按潮濕帶的厚度作成具有 2%～ 4%泄水坡的階梯形，邊坡滲溝縱斷面如圖 19所示。其外周設(shè)置反濾層，滲溝內(nèi)用篩洗干凈的小顆粒滲水材料填充。必要時可在干砌片石表面用水泥砂漿勾縫。 ④支撐滲溝 支撐滲溝主要起支撐作用，兼起排除地下水和疏干土壤中水的作用。一般深度為數(shù)米到十幾米，應(yīng)布置在地下水露頭和土壤中水發(fā)育的地方，并順滑動方向修筑。支撐滲溝的填充部分宜用容重較大的石塊干砌。滲溝頂部可用單層干砌片石覆蓋，其表面用水泥砂漿勾縫，以防止地面水流入。 圖 110 支撐滲溝縱斷面圖 滑動面 R T 干砌片石 漿砌片石 反濾層 鐵道工程技術(shù)畢業(yè)設(shè)計 第 16 頁 支撐滲溝可視地下水及土質(zhì)條件布置成多種形式，支撐滲溝可單獨使用，也何和抗滑擋墻聯(lián)合使用。 設(shè)置滲水隧洞時，必須掌握詳細(xì)的水文地質(zhì)資料，查明地下水的層次、分布及流量，以便準(zhǔn)確地定出隧洞位置。 圖 111 拱形滲水隧洞斷面圖 滲水暗溝、滲水隧洞的橫斷面尺寸應(yīng)根據(jù)埋置深度、施工和維修條件確定，結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)由計算確定。 (4)平孔排水 平孔排水或稱水平鉆孔排水，是用平臥鉆機向滑體含水層打傾斜角不大的平孔，然后在鉆孔內(nèi)插入帶孔的鋼管或塑料管，用以排除地下水而疏干土體。單層平孔布置如圖 112 所示。平孔的間距視含水層滲透系數(shù)和要求疏干的程度而定，一般采用 5～ 15m為宜。 集水滲井或滲管的頂部應(yīng)用隔滲材料覆蓋，以防淤塞，圓形集水滲井也可采用無砂混凝土結(jié)構(gòu)以代替設(shè)置反濾層和填充滲水材料。目前常用的反濾層有卵礫石 (或砂 )反濾層、無砂混凝土塊板反濾層及土工織物反濾層。 圖 113 集水滲井 滑動面 干砌片石勾縫 回填砂卵石 錨桿擋墻 排水鉆孔 集水鉆孔 集水鉆孔 排水鉆孔 集水井 裂縫 滑體 滑面 排水鉆孔 鐵道工程技術(shù)畢業(yè)設(shè)計 第 18 頁 第 2 章 路基邊坡的防護養(yǎng)護 概述 鐵路路基長期暴露在自然環(huán)境中，很容易受到破壞。鐵路路基邊坡常見的破壞形式有： (1)降雨尤其是強降 雨引起的路基邊坡沖刷坍塌； (2)風(fēng)沙對鐵路路基邊坡的風(fēng)蝕以及對路基的沙埋。路基邊坡的表面并不是絕對平整的，而總是有一些凹槽，水在邊坡上流動時會使之逐漸沖成小溝，水流也隨之更加集中，造成小溝的加深和擴大，最后導(dǎo)致邊坡的破壞。因此，應(yīng)及時進行坡面防護。當(dāng)降雨強度小于土壤的入滲能力時，降雨完全入滲；當(dāng)降雨強度大于土壤入 滲能力時，降雨不能完全入滲，會產(chǎn)生降雨徑流。另外，降雨量具有明顯的季節(jié)性，因此路基邊坡破壞也具有季節(jié)性。路堤越高，這種沖刷越嚴(yán)重 (一般在邊坡高 5m 左右為界 )。 問題分析 造成這種現(xiàn)象的一般原因有：路基填筑土主要為為粘土、砂粘土、粉質(zhì)黏土、粉黏土等，并且夯實不密，遇到降雨后，土顆粒遇水后強度迅速下降，粘結(jié)力也迅速下降，土質(zhì)軟化。干旱時，土壤表層水分蒸發(fā)，孔隙體積增大，易受風(fēng)蝕。 防護措施 坡面防護主要就是 保護路基邊坡表面免受雨水沖刷，減小溫度及濕度變化的影響，防止或延緩軟弱巖土表面的風(fēng)化、剝落等演變過程，從而保護路基邊坡的整體穩(wěn)定性。此外，坡面防護還應(yīng)與排水設(shè)施相配合，以便雨水能盡快排出路基范圍。 路基邊坡防護主要有綠色防護和工程防護兩種：綠色防護指的是在邊坡上種植植物，達到鞏固邊坡的目的，具有綠化環(huán)境消除噪音等功能、工程防護指的是在邊坡上砌筑石塊混凝土等來達到維 護邊坡穩(wěn)定目的的措施。路基邊坡坡面防護工程常用類型及適用條件如表21 所示。植物防護又可以改善環(huán)境。 ①年平均降水量 600mm及以上，最冷月月平均氣溫高于或等于～ 5℃的溫暖、濕潤地區(qū)可定為一般地區(qū)。年平均降水量小于 600mm的地區(qū)可定為干旱地區(qū)；最冷月月平均氣溫低于～ 5℃的地區(qū)可定為寒冷地區(qū)。根據(jù)路基工程所處的人文環(huán)境，宜考慮綠色防護的景觀效果。 鐵道工程技術(shù)畢業(yè)設(shè)計 第 20 頁 表 21 路基邊坡坡面防護工程常用類型及適用條件 防 護 類 型 結(jié)構(gòu)形式 適用條件 注意事項 植 物 防 護 種草或噴植草 土質(zhì)邊坡，坡度緩于 1: 當(dāng)邊坡較高時，可用土工網(wǎng)，土工網(wǎng)墊與種草結(jié)合防護 鋪草皮 土質(zhì)和強風(fēng)化、全風(fēng)化的巖石邊坡。坡度不陡于 1: 樹種應(yīng)為根系發(fā)達枝葉茂盛適合當(dāng)?shù)匮杆偕L的低矮灌木 噴 護 噴摻砂水泥土，厚度 6～10cm，材料為砂、水泥、黏性土 易受沖刷的土質(zhì)塹坡，坡度不陡于 1: 選好材料配合比和水灰比，一般應(yīng)通過試噴 噴漿，厚度不小于 5cm，材料為砂、水泥、石灰 易風(fēng)化但未遭強風(fēng)化、全風(fēng)化的 巖 石塹坡，坡度不陡于 1: 噴混凝土，厚度不小于8cm，材料為砂、水泥、礫石 易風(fēng)化但未遭強風(fēng)化、全風(fēng)化的巖 石塹坡，坡度不陡于 1: 掛 網(wǎng) 噴 護 錨桿鐵絲網(wǎng) (或土工格柵 )噴混凝土或噴漿，錨固深度 ～ ，網(wǎng)距20～ 25cm，其他同噴護 噴混凝土或噴漿防護的巖石邊坡，當(dāng)坡面巖體破碎時，為加強防護的穩(wěn)定性而采用 錨孔深度應(yīng)比錨固深度深20cm，其他同噴護 干砌片 石護坡 一般厚度 30cm,，其下設(shè)不小于 10cm, 厚的砂礫石墊層 土質(zhì)路堤邊坡，有少量地下水滲出的局部塹坡，局部 土質(zhì)塹坡嵌補，坡度不陡于 1: 基礎(chǔ)應(yīng)選用較大的石塊，應(yīng)自下而上地進行栽砌，接縫要錯開，縫隙要填滿塞緊 漿砌片 石護墻 厚度 30～ 40cm，水泥砂漿砌筑 易風(fēng)化的巖石邊坡和土質(zhì)邊坡 ,坡度不陡于 1:1 漿砌 片石 或混 凝土 骨架 護坡